煤基石墨烯量子点在超级电容器中的应用

摘要：

针对目前制备煤基活性炭氢氧化钾(KOH)使用比例过高及孔结构分布不合理问题,以太西无烟煤为碳源,先采用高铁酸钾与过氧化氢分步氧化将其氧化为石墨烯量子点,再与KOH混合活化制备煤基石墨烯量子点活性炭.结果表明,这种方法可降低KOH使用量(使碱炭比小于1),且碱炭比对煤基石墨烯量子点的活化机制与对煤的活化机制类似:KOH用量较少时(碱炭比0.25)只有造孔作用;增加用量后(碱炭比0.5),KOH不但有造孔作用,还有扩孔作用;过量的KOH(碱炭比0.75)则以扩孔为主.随着碱炭比的增加,活性炭的比表面积与总孔容也随之增加,微孔率逐渐下降,中孔率和平均孔径都在增长.在碱炭比为0.75时,活化效果最好,GQDAC-0.75比表面积为1207.3m2/g,微孔率为39.5%,中孔率为51.8%;得益于其独特的"大孔-中孔-微孔"的层次孔结构,GQDAC-0.75表现出最优的电化学性能,在0.5A/g电流密度下比电容达243.6F/g,当电流密度增大到10A/g时,GQDAC-0.75的比电容保持在202.2F/g,继续增大电流密度到100A/g,比电容仍有179.5F/g,且在20A/g电流密度下循环10000次后比电容仍有191.6F/g,保持率为98.1%,具有优异的倍率性能和循环稳定性.

关键词：煤、石墨烯量子点、活化、微观结构、活性炭、超级电容器

所属期刊栏目：42

分类号：TM242(电工材料)

资助基金：国家自然科学基金;河南省高校基本科研业务费专项

在线出版日期：2023-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：4340-4350